Solarzelle soll besser werden

Von: hfs.
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Wie atomare Strukturen untersu
Wie atomare Strukturen untersucht werden, wurden Thomas Rachel, den Professoren Harald Bold, Achim Bachem und Lorenz Singheiser (v.l.) von Wissenschaftler Egbert Wisset erläutert. Foto: hfs.

Jülich. Bis in den atomaren Bereich wollen Jülicher Wissenschaftler die Materialien von Solarzellen und Batteriesystemen untersuchen und verstehen, welche physikalischen oder chemischen Prozesse an deren Oberflächen exakt ablaufen.

Zielsetzung: die Herstellung und die Effizienz von Photovoltaikanlagen zu verbessern, die Lebensdauer und die Leistungsstärke von Batterien zu erhöhen.

Zugleich sollen - das ist auch ein wichtiges Kriterium - die Anlagen für den Endverbraucher billiger werden. Damit auf viele offene Fragen bald Antworten gefunden werden, dafür bewilligte das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft und Forschung den Wissenschaftlern am Institut für Energie- und Klimaforschung 6,5 Millionen Euro Fördergeld. Den entsprechenden Bescheid überbrachte Thomas Rachel als Parlamentarischer Staatssekretär des Berliner Ministeriums.

„Wir müssen noch sehr viel für die Energiewende machen”, meinte Prof. Achim Bachem als Vorstandschef des Forschungszentrums, als er den Gast aus Berlin im Institut für Energie- und Klimaforschung begrüßte. Zusammen mit dem dortigen Leiter Professor Lorenz Singheiser. Dessen Arbeitsgruppe entwickelt Hochleistungswerkstoffe für effiziente Energiewandlung- und -speicherung und stellte zuletzt einen Superstahl vor, der zum Beispiel in der Abgastechnologie eingesetzt werden kann, wo Hitzegrade die Schwelle von 600 Grad Celsius überschreiten.

Das ist bisher nur durch den Einsatz hochwertiger Edelmetalle möglich. „Denn wir suchen nach Materialien, die auch noch bezahlbar sind”, sagte Singheiser, dem für die Entwicklung des neuen Superstahls kürzlich der Stahl-Innovationspreis überreicht worden ist.

„Wir brauchen neue Materialien für die Energiewende”, sagte auch Thomas Rachel, für den die Arbeitsgruppe um Singheiser ein „neues Kapitel im Bereich der Energieforschung aufgeschlagen hat.” So freute er sich, dass der Bewilligungsbescheid des Ministeriums den Jülichern neue Möglichkeiten bietet, noch bessere und leistungsfähigere Materialien zu entwickeln. Die Anschaffung der dafür notwendigen Gerätschaften wird ermöglicht.

„Wir nehmen Untersuchungen am strukturellen Aufbau der Materialien vor, untersuchen deren chemische Zusammensetzungen und Oberflächen bis hin in den atomaren Bereich”, erläuterte Singheiser. Die Erkenntnisse werden das Verständnis der Vorgänge in Batterie- und Photovoltaiksystemen deutlich verbessern. „Die künftige Photovoltaikanlage auf dem Dach wird viel effizienter sein, wird nur wenig kosten”, ist der Forscher überzeugt. Er sieht in der Entwicklung neuer Materialien und Werkstoffe die Vorteile der Jülicher Energieforschung.

Ein Vorteil, den auch Vorstandsmitglied Prof: Harald Bolt herausstellte, als er den Stellenwert des Jülicher Know-how auf dem Gebiet der Energieforschung in Deutschland und in Europa bewertete. Er erwähnte besonders, dass die in Jülich neu entwickelten Materialien dazu beitragen, die „Energiewende umzusetzen und dabei am Ende für den Verbraucher bezahlbar zu machen.”

Die erneuerbaren Energien sollen, so Rachel, bis 2050 einen „Anteil von 80 Prozent an der Stromgewinnung haben. Ich bin mir sicher, dass die künftige Materialforschung mittel- bis langfristig die Innovationen für neuartige Technologien zur Energieumwandlung und -speicherung liefern wird.”

Angeschafft werden etwa ein hochauflösendes analytisches Transmissionen-Elektronenmikroskop. Dies erlaubt es erstmals, molekulare Strukturen für chemische Analysen aufzulösen. Zudem kommt ein 3D-Gerät zum Einsatz, das gleichzeitig eine Analyse der chemischen Zusammensetzung der äußeren als auch der inneren Grenzflächen vornimmt.

Auch wird ein Photoelektronenspektroskop in Betrieb genommen, mit dem die elektronische Struktur von Feststoffen charakterisiert wird. Im FZJ hat, so der Tenor, hat die Energiewende mit bezahlbarer Technik begonnen.
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